以趨勢圖顯示波形測量參數的示波器的制造方法
【專利摘要】本發明是關于一種以趨勢圖顯示波形測量參數的示波器，包含有顯示器、信號處理模塊及取樣控制模塊；其該取樣控制模塊是與該顯示器及該取樣控制模塊連接，且具有波形數據存儲器及波形測量參數存儲器，并內建多個波形測量參數計算程序，于接收經信號處理模塊處理過的輸入信號后，對該輸入信號進行取樣而獲得一組波形取樣數據，并以波形測量參數計算程序計算出對應多個時間點的波形測量參數，而將多個時間點對應的波形測量參數儲存于波形測量參數存儲器中，再將波形取樣數據處理為待顯示波形，而將波形測量參數處理為顯示波形測量參數對時間的趨勢圖后，以顯示器顯示；令用戶可以趨勢圖觀察波形測量參數，便利波形的量測，并提升示波器的運用價值。
【專利說明】以趨勢圖顯示波形測量參數的示波器

【技術領域】
[0001]本發明是關于一種示波器，尤指一種以趨勢圖顯示波形測量參數的示波器。

【背景技術】
[0002]示波器是一種用來測量電子信號波形的儀器，其普遍使用于檢測、研究電子信號及電子組件的特性曲線等，為電子材料、電子信號等研究時最常使用的研究器材之一。
[0003]請參閱圖7，示波器中主要的電路模塊包含有:
[0004]一顯示器 70 ；
[0005]—信號處理模塊80,其具有一組信號輸入端口 81,以接收輸入信號，并將該輸入信號經過直流回復(DC restore)及放大處理后輸出，一般信號處理模塊包含有電壓疊加電路及放大電路，以對輸入信號進行電壓疊加及放大；
[0006]一取樣控制模塊90，其連接該顯示器70及該信號處理模塊80，并具有一波形數據存儲器901及預設有一波形取樣頻率，并于接收經信號處理模塊處理過的輸入信號，依據波形取樣頻率對該輸入信號進行模擬轉數字(Analog to Digital)取樣后獲得一組波形取樣數據，并先將該組波形取樣數據儲存于該波形數據存儲器901中，再將已儲存于波形數據存儲器901中的波形取樣數據處理為一待顯示波形而輸出予該顯示器70顯示。
[0007]由于進行電子材料特性或電子信號等相關研究時，除了觀察信號的波形以夕卜，許多信號參數也常與研究議題關系重大，如IEEE Stdl81-2003Standard onTransit1ns, Pulses, and Related Waveforms中定義了量測波形或脈沖中與時間、電壓值及延遲有關的許多參數，如頻率(Frequency)、周期(Per1d)、上升時間(Rise time)、下降時間(Fall time)、峰對峰值(Pk-pk)、振幅(Amplitude)等參數,因此現有的示波器的取樣控制模塊90會另內建多個波形測量參數計算程序，使用者可選擇執行不同波形測量參數計算程序，以于取樣控制模塊將波形取樣數據處理為待顯示波形時，已執行的波形測量參數計算程序所自動計算出對應的波形測量參數顯示于顯示器70上，故上述示波器將顯示如圖8所示的顯示畫面701，其除了顯示待顯示波形P以外，可另外顯示波形的頻率及峰對峰值等波形測量參數；然而，由于每個輸入信號的頻率、振幅等皆是不斷變動的，因此，使用者觀察到上述顯示畫面中關于波形的各參數值是隨時間不斷浮動的，雖然示波器有暫停顯示畫面的功能，但由于上述各種參數并未被儲存，使用者只能看到暫停時的各參數值，若要觀察過去時間的參數值時，必須自行設定光標(cursor)測量，且因上述示波器只顯示了波形及瞬時參數值，研究員在進行各種研究時容易忽略波形長時間的變化趨勢，容易使研究觀察有盲點，故現有的示波器仍不盡理想，須有所改良。


【發明內容】

[0008]鑒于上述示波器只顯示波形瞬時的波形測量參數，使用者要觀察波形先前時間的波形測量參數，必須設定光標測量，且上述示波器提供的信息也讓使用者易忽略波型長時間的變化趨勢，對于學術研究的幫助有限的技術缺陷，本發明的主要目的為提出一種以趨勢圖顯示波形測量參數的示波器。
[0009]欲達上述目的所使用的主要技術手段是令該以趨勢圖顯示波形測量參數的示波器包含有:
[0010]一顯不器；
[0011 ] 一信號處理模塊，其具有一組用以接收輸入信號的信號輸入端口，并將輸入信號選擇式經過直流回復及放大處理后輸出；
[0012]一取樣控制模塊，其連接該顯示器及該信號處理模塊，且具有一波形數據存儲器及一波形測量參數存儲器，并預設有一波形取樣頻率及內建多個可選擇式使能執行的波形測量參數計算程序，該取樣控制模塊于接收經信號處理模塊處理過的輸入信號后，依據波形取樣頻率對該輸入信號進行取樣而獲得一組波形取樣數據，而將波形取樣數據儲存于波形數據存儲器中，并以已執行的波形測量參數計算程序計算出對應多個時間點的波形測量參數，而將多個時間點對應的波形測量參數儲存于波形測量參數存儲器中，再將已儲存的波形取樣數據處理為一待顯示波形，而將已儲存多個時間點的波形測量參數處理為一顯示波形測量參數對時間的趨勢圖后，輸出予該顯示器顯示。
[0013]本發明的上述技術方案的有益技術效果在于:上述示波器除了將輸入信號的對應波形顯示于顯示器上以外，其一并計算并記錄了多個時間點的波形測量參數，如頻率、振幅及峰對峰值等，而一并顯示于顯示器上，使用者以上述示波器量測一輸入信號后，除可觀察其波形，也可觀察與輸入信號相關的各種波形測量參數長時間的趨勢圖，使用者除從趨勢圖中除可得知過去時間點的各項波形測量參數以外，也可從而得知波形測量參數的變化趨勢，讓使用者可于觀察輸入信號的波形時直接注意到波形測量參數的變化趨勢，除可提升學術研究的便利性以外，也提供研究員更多的信息，以避免研究觀察的盲點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發明以趨勢圖顯示波形測量參數的示波器的電路方塊圖；
[0015]圖2為圖1中取樣控制模塊接收輸入信號后的動作流程圖；
[0016]圖3為圖2中對輸入信號進行取樣步驟的示意圖；
[0017]圖4為圖2中計算波形測量參數步驟的示意圖；
[0018]圖5A為圖2中將波形取樣數據處理為待顯示波形的示意圖；
[0019]圖5B為圖2中將波形測量參數處理為顯示波形測量參數對時間的趨勢圖的示意圖；
[0020]圖6為圖2中以顯示器顯示待顯示波形及顯示波形測量參數對時間的趨勢圖的示意圖；
[0021]圖7為現有示波器的電路方塊圖；
[0022]圖8為現有示波器顯示待顯示波形的示意圖。

【具體實施方式】
[0023]以下配合附圖及本發明的較佳實施例，進一步闡述本發明為達成預定發明目的所采取的技術手段。
[0024]請參閱圖1，本發明以趨勢圖顯示波形測量參數的示波器包含有:
[0025]一顯示器 10 ；
[0026]一信號處理模塊20，其具有一組用以接收輸入信號的信號輸入端口 201，以接收輸入信號，且該信號處理模塊20包含有一電壓疊加電路21及一放大電路22,以對輸入信號進行直流回復及放大后輸出；
[0027]—取樣控制模塊30，其連接該顯示器10及該信號處理模塊20，且具有一波形數據存儲器301及一波形測量參數存儲器302，并預設有一波形取樣頻率fs及一波形測量參數記錄頻率fp，又內建有多個可選擇式使能執行的波形測量參數計算程序，于本實施例中，該取樣控制模塊30包含有一取樣單元31及一中央控制單元32，該取樣單元31連接該信號處理模塊20，該中央控制單元32與該取樣單元31、該信號處理模塊20、該波形數據存儲器301及該波形測量參數存儲器302連接，并設定該信號處理模塊20處理輸入信號的電壓疊加值及放大倍率，而該多個波形測量參數計算程序、波形取樣頻率fs及波形測量參數記錄頻率fp內建于該中央控制單兀32中。
[0028]請進一步參閱圖2，上述取樣控制模塊30于接收經信號處理模塊20處理過的輸入信號后執行以下步驟:
[0029]以該取樣單元31依據波形取樣頻率fs對該輸入信號進行取樣而獲得一組波形取樣數據，并將該組波形取樣數據輸出予該中央控制單元32，由該中央控制單元32將該組波形取樣數據儲存于波形數據存儲器中S10，如圖3所示，該取樣單元31依據波形取樣頻率fs對所接收的輸入信號51進行取樣，并經過模擬數字轉換，獲得多個對應輸入信號51電壓值的波形取樣數據data，并輸出予該中央控制單元32，由中央控制單元32將該組波形取樣數據data儲存于該波形數據存儲器301中；
[0030]該中央控制單元32以已執行的波形測量參數計算程序計算出對應多個時間點的波形測量參數，而將多個時間點對應的波形測量參數儲存于波形測量參數存儲器302中(S20)，當該中央控制單元32取得足夠的波形取樣數據data后，再經過波形測量參數計算程序的計算，即可算出對應的波形測量參數，如圖4所示，舉計算波形的峰對峰值為例，當中央控制單元32于某一時間點t取得一段輸入信號的波形取樣數據data后，即可以峰對峰值的波形測量參數計算程序計算出該時間點t中該段輸入信號對應的峰對峰值(pk-pk),并將計算出該時間點t對應的峰對峰值(pk-pk)儲存于該波形測量參數存儲器302中，同樣地，也可依此計算其它波形測量參數，并將其與對應的時間點儲存于波形測量參數存儲器中302，又，可依據該波形測量參數記錄頻率fp設定波形測量參數計算程序計算波形測量參數的頻率(每秒內計算波形測量參數的次數)，但由于中央控制單元32必須至少取得多個波形取樣數據data后，才能計算出一個波形測量參數，故該波形測量參數記錄頻率fp必須小于該波形取樣頻率fs ；
[0031]將已儲存的波形取樣數據處理為一如圖5A所示的待顯示波形51’，而將已儲存多個時間點的波形測量參數處理為一如圖5B所示的顯示波形測量參數對時間的趨勢圖52(S30)；
[0032]將待顯示波形及顯示波形測量參數對時間的趨勢圖輸出予該顯示器10顯示S40，請參閱圖6,該顯示器10是顯示一顯示畫面11,該顯示畫面11中包含有一波形顯示區12及至少一波形測量參數趨勢圖區13，而誠如上述，使用者可選擇式使能執行波形測量參數計算程序計算出波形的各種波形測量參數，因此使用者可同時使能至少一波形測量參數計算程序，為此，顯示器10將以波形顯示區12顯示輸入信號的待顯示波形51’，而以至少一波形測量參數趨勢圖區13顯示波形測量參數對時間的趨勢圖52。
[0033]為令使用者使能各種波形測量參數計算程序、設定波形取樣頻率fs、波形測量參數記錄頻率等，上述示波器可進一步包含一操作模塊40，該操作模塊40是與該取樣控制模塊30連接，以設定上述各種參數，且該操作模塊40可為機械式按鍵、觸控板、鍵盤連接端口或將操作模塊與顯示器整合為一觸控面板。
[0034]當研究員以上述示波器進行信號量測時，其可一并使能多個波形測量參數計算程序，以計算輸入信號的各種波形測量參數，如頻率、振幅及峰對峰值等，而這些波形測量參數并非以浮動的數值顯示，而是以一段時間的趨勢圖而與波形一并顯示于顯示器上，研究者除可觀察到波形以外，也將馬上察覺該波形相關的各種波形測量參數長時間的趨勢圖，例如波形頻率呈現上下波動或持續上升等現象，若波形測量參數有此現象將對實驗的準確性造成影響者，研究者將能馬上察覺，并馬上進行實驗的修正，研究員欲觀察波形測量參數于過去時間點的狀況時，也可察看趨勢圖得知，不必自行計算，除較為方便以外，也避免人為計算錯誤，可獲得較準確的數值。
[0035]綜上所述，本發明以趨勢圖顯示波形測量參數的示波器可將波形相關各種參數以趨勢圖顯示，使用者除從趨勢圖中除可得知過去時間點的各項波形測量參數以外，也可從而得知波形測量參數的變化趨勢，讓使用者可于觀察輸入信號的波形時直接注意到波形測量參數的變化趨勢，提升示波器對于產業或學術研究的實用性及運用價值。
[0036]以上所述僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明做任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發明，任何本領域相關技術人員，在不脫離本發明權利要求的范圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明權利要求書的內容，依據本發明的權利要求對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發明權利要求的范圍內。
【權利要求】
1.一種以趨勢圖顯示波形測量參數的示波器，其特征在于，包含有: 一顯不器; 一信號處理模塊，其具有一組用以接收輸入信號的信號輸入端口，并將輸入信號經過直流回復及放大處理后輸出； 一取樣控制模塊，其連接所述顯示器及所述信號處理模塊，且具有一波形數據存儲器及一波形測量參數存儲器，并預設有一波形取樣頻率及內建多個波形測量參數計算程序，所述取樣控制模塊于接收經信號處理模塊處理過的輸入信號后，依據波形取樣頻率對所述輸入信號進行取樣而獲得一組波形取樣數據，而將波形取樣數據儲存于波形數據存儲器中，并以波形測量參數計算程序計算出對應多個時間點的波形測量參數，而將多個時間點對應的波形測量參數儲存于波形測量參數存儲器中，再將已儲存的波形取樣數據處理為一待顯示波形，而將已儲存多個時間點的波形測量參數處理為一顯示波形測量參數對時間的趨勢圖后，輸出予所述顯示器顯示。
2.根據權利要求1所述的以趨勢圖顯示波形測量參數的示波器，其特征在于，所述取樣控制模塊預設有一波形測量參數記錄頻率，依據所述波形測量參數記錄頻率設定波形測量參數計算程序計算波形測量參數的頻率。
3.根據權利要求2所述的以趨勢圖顯示波形測量參數的示波器，其特征在于，所述取樣控制模塊包含有一取樣單元及一中央控制單元，所述取樣單元連接所述信號處理模塊，所述中央控制單元與所述取樣單元、所述信號處理模塊、所述波形數據存儲器及所述波形測量參數存儲器連接，并設定所述信號處理模塊處理輸入信號的電壓疊加值及放大倍率，而所述多個波形測量參數計算程序、波形取樣頻率及波形測量參數記錄頻率內建于所述中央控制單元中。
4.根據權利要求3所述的以趨勢圖顯示波形測量參數的示波器，其特征在于，所述取樣控制模塊進一步連接一操作模塊，以設定執行各種波形測量參數計算程序，且設定波形取樣頻率及波形測量參數記錄頻率。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的以趨勢圖顯示波形測量參數的示波器，其特征在于，所述顯示器顯示一顯示畫面，所述顯示畫面中包含有一波形顯示區及至少一波形測量參數趨勢圖區，所述待顯示波形顯示于所述波形顯示區中，所述顯示波形測量參數對時間的趨勢圖顯示于所述至少一波形測量參數趨勢圖區中。
6.根據權利要求1至4中任一項所述的以趨勢圖顯示波形測量參數的示波器，其特征在于，所述信號處理模塊包含有一電壓疊加電路及一放大電路，以對輸入信號進行電壓疊加及放大后輸出。
7.根據權利要求5所述的以趨勢圖顯示波形測量參數的示波器，其特征在于，所述信號處理模塊包含有一電壓疊加電路及一放大電路，以對輸入信號進行電壓疊加及放大后輸出。
【文檔編號】G01R13/00GK104049118SQ201310081495
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2013年3月14日 優先權日:2013年3月14日
【發明者】王鴻杰 申請人:固緯電子實業股份有限公司